本文關(guān)鍵詞：二維函數(shù)光子晶體

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【摘要】：光子晶體是由兩種或兩種以上不同介電常數(shù)材料所構(gòu)成的周期性光學(xué)納米結(jié)構(gòu).光子晶體結(jié)構(gòu)可分為一維、二維和三維,其中二維光子晶體已成為研究的熱點(diǎn).可調(diào)帶隙的二維光子晶體可以設(shè)計(jì)出新型的光學(xué)器件,因此,對(duì)它的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值.本文提出的二維新型函數(shù)光子晶體可以實(shí)現(xiàn)光子晶體帶隙的可調(diào)性.所謂二維函數(shù)光子晶體,即組成它的介質(zhì)柱的介電常數(shù)是空間坐標(biāo)的函數(shù),它不同于介電常數(shù)為常數(shù)的二維常規(guī)光子晶體.二維函數(shù)光子晶體是通過(guò)光折變非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)或電光效應(yīng)使介質(zhì)柱的介電常數(shù)成為空間坐標(biāo)的函數(shù).運(yùn)用平面波展開(kāi)法給出了TE和TM波的本征方程,由傅里葉變換得到二維函數(shù)光子晶體介電常數(shù)ε(r)的傅里葉變換ε(G),其傅里葉變換比常規(guī)二維光子晶體的復(fù)雜.計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)介質(zhì)柱介電常數(shù)為常數(shù)時(shí),其傅里葉變換與常規(guī)二維光子晶體的相同,因此二維常規(guī)光子晶體是二維函數(shù)光子晶體的特例.在此基礎(chǔ)上具體研究了二維函數(shù)光子晶體TE波和TM波的帶隙結(jié)構(gòu),其介質(zhì)柱介電常數(shù)函數(shù)形式取為ε(r)=k·r+b,其中k,b為可調(diào)的參數(shù).并與二維常規(guī)光子晶體TE波和TM波的帶隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)二維函數(shù)光子晶體與二維常規(guī)光子晶體TE波和TM波的帶隙結(jié)構(gòu)有明顯的區(qū)別,二維函數(shù)光子晶體的帶隙數(shù)目、位置以及寬度隨參數(shù)k的變化而發(fā)生改變.從而實(shí)現(xiàn)了二維函數(shù)光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)的可調(diào)性,為基于二維光子晶體的光學(xué)器件的設(shè)計(jì)提供了新的設(shè)計(jì)方法和重要的理論依據(jù).
【作者單位】： 吉林師范大學(xué)物理學(xué)院;吉林大學(xué)物理學(xué)院;東北師范大學(xué)物理學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 二維函數(shù)光子晶體 平面波展開(kāi)法 帶隙結(jié)構(gòu)
【基金】：吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):20130101031JC)資助的課題~~
【分類(lèi)號(hào)】：O734
【正文快照】： 1引言 在過(guò)去的幾十年里,人們利用光子晶體[1,2]可以達(dá)到控制光的目的,這使得人們對(duì)光子晶體的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣.光子晶體由不同介電常數(shù)的兩個(gè)或兩個(gè)以上材料構(gòu)成,其重要特征為光子帶隙,缺陷態(tài),光局域化等[3-6].這些特點(diǎn)使其能夠控制光子的運(yùn)動(dòng),所以可以用來(lái)制造一些全

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本文編號(hào)：644014